vrgupВестник Ростовского государственного университета путей сообщенияVestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putej Soobshcheniya0201-727XРостовский государственный университет путей сообщения10.46973/0201-727X_2024_4_8vrgup-292Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGОценка износостойкости модифицированной конструкции радиального подшипника с учетом сжимаемости смазочного материалаEvaluation of the wear resistance of a modified radial bearing design taking into account the compressibility of the lubricantБолговаЕ. А.BolgovaE. A.

Болгова Екатерина Александровна

кафедра «Высшая математика», аспирант

Bolgova Ekaterina Alexandrovna, Chair «Higher Mathematics», Postgraduate Student

bolgova_katya6@mail.ruМукутадзеМ. А.MukutadzeM. A.

Мукутадзе Мурман Александрович, кафедра «Высшая математика», доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой

Mukutadze Murman Aleksandrovich, Chair «Higher Mathematics», Doctor of Engineering Sciences, Professor, Head of the Chair

murman1963@yandex.ruКолобовИ. А.KolobovI. A.

Колобов Игорь Анатольевич, кафедра «Управление эксплуатационной работой», кандидат технических наук, доцент, декан факультета «Управление процессами перевозок»

Kolobov Igor Anatolievich, Chair «Operational Work Management», Candidate of Engineering Sciences, Associate Professor, Dean of the Faculty «Transportation Process Management»

Kolobowi@gmail.comРостовский государственный университет путей сообщенияRostov State Transport University20243012202404819Copyright © Болгова Е.А., Мукутадзе М.А., Колобов И.А., 20242024Болгова Е.А., Мукутадзе М.А., Колобов И.А.Bolgova E.A., Mukutadze M.A., Kolobov I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.rgups.ru/jour/article/view/292

Исследование включает разработку и анализ математической модели микрополярного смазочного материала в модифицированной конструкции подшипника скольжения с композиционным фторопластсодержащим покрытием на поверхности вала и канавкой, которая способствует улучшению распределения смазочного материала и повышению долговечности системы.На основе уравнения движения, исследуемого жидкого смазочного материала, уравнения неразрывности и уравнения состояния получены новые математические модели, учитывающие дополнительно такой его параметр, как сжимаемость.Новизна работы заключается в разработке методики инженерных расчетов конструкции радиального подшипника скольжения с полимерным покрытием при учете наличия в нем канавки, а также зависимости вязкости от давления и сжимаемости смазочного материала, позволяющих определить величину основных триботехнических параметров.Результаты исследования обеспечили снижение погрешностей по несущей способности и по коэффициенту трения модифицированного подшипника в сравнении с традиционными конструкциями. В результате удалось добиться увеличения срока службы радиальных подшипников, что имеет большое значение для их промышленного применения.

The research includes the development and analysis of a mathematical model of a micropolar lubricant in a modified sliding bearing design with a composite fluoroplastic coating on the shaft surface and a groove that improves the distribution of lubricant and increases the durability of the system.Based on the equation of motion of the liquid lubricant under study, the continuity equation and the equation of state, new mathematical models are obtained that additionally take into account such parameter as compressibility.The novelty of the work lies in the development of a methodology for engineering calculations of the design of a radial sliding bearing with a polymer coating, taking into account the presence of a groove, as well as the dependence of viscosity on pressure and compressibility of the lubricant, allowing to determine the value of the main tribotechnical parameters.The results of the study provided a decrease in errors in bearing capacity and in the coefficient of friction of the bearing in comparison with traditional designs. As a result, it was possible to achieve an increase in the service life of radial bearings, which is of great importance for their industrial applications.

радиальный подшипникоценка износостойкостиантифрикционное полимерное покрытиеканавкагидродинамический режимверификацияradial bearingwear resistance assessmentantifriction polymer coatinggroovehydrodynamic modeverificationReferencesХасьянова, Д. У. Повышение износостойкости радиального подшипника скольжения, смазываемого микрополярными смазочными материалами и расплавами металлического покрытия / Д. У. Хасьянова, М. А. Мукутадзе // Проблемы машиностроения и надежности машин. – 2022. – № 4. – С. 46–53. – DOI 10.31857/S0235711922040101.Khasyanova, D. U. Increasing the wear resistance of a radial sliding bearing lubricated with micropolar lubricants and metal coating melts / D. U. Khasyanova, M. A. Mukutadze // Problems of mechanical engineering and machine reliability. – 2022. – No. 4. – P. 46–53. – DOI 10.31857/S0235711922040101.Хасьянова, Д. У. Исследование на износостойкость радиального подшипника с нестандартным опорным профилем с учетом зависимости вязкости от давления и температуры / Д. У. Хасьянова, М. А. Мукутадзе // Проблемы машиностроения и автоматизации. – 2023. – № 3. – С. 42–49. – DOI 10.52261/02346206-2023-3-42.Khasyanova, D. U. A study on the wear resistance of a radial bearing with a non-standard support profile, taking into account the dependence of viscosity on pressure and temperature / D. U. Khasyanova, M. A. Mukutadze // Problems of mechanical engineering and automation. – 2023. – No. 3. – P. 42–49. – DOI 10.52261/02346206-2023-3-42.Исследование износостойкости подшипника скольжения c полимерным покрытием опорного кольца, имеющего канавку / В. В. Василенко, В. И. Кирищиева, М. А. Мукутадзе, В. Е. Шведова // Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don). – 2022. – Vol. 22, No. 4. – P. 365–372. – DOI 10.23947/2687-1653-2022-22-4-365-372.Investigation of the wear resistance of a sliding bearing with a polymer coating of a support ring having a groove / V. V. Vasilenko, V. I. Kirishchieva, M. A. Mukutadze, V. E. Shvedova // Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don). – 2022. – Vol. 22, No. 4. – P. 365–372. – DOI 10.23947/2687-1653-2022-22-4-365-372.Повышение износостойкости радиального подшипника с нестандартным опорным профилем и полимерным покрытием на поверхности вала с учетом зависимости вязкости от давления / Х. Н. Абдулрахман, В. И. Кирищиева, М. А. Мукутадзе, В. Е. Шведова // Frontier Materials & Technologies. – 2022. – № 4. – С. 9–17. – DOI 10.18323/2782-4039-2022-4-9-17.Increasing the wear resistance of a radial bearing with a non-standard support profile and a polymer coating on the shaft surface, taking into account the dependence of viscosity on pressure / Kh. N. Abdulrahman, V. I. Kirishchieva, M. A. Mukutadze, V. E. Shvedova // Frontier Materials & Technologies. – 2022. – No. 4. – P. 9–17. – DOI 10.18323/2782-4039-2022-4-9-17.Polyakov, R. The method of long-life calculation for a rotor – hybrid bearing friction couple / R. Polyakov, L. Savin // Proceedings of the 7th International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering, COUPLED PROBLEMS 2017, Rhodes Island, June 12–14, 2017. – P. 433–440. – EDN XXKOLJ.Polyakov, R. The method of long-life calculation for a rotor – hybrid bearing friction couple / R. Polyakov, L. Savin // Proceedings of the 7th International Conference on Coupled Problems in Science and Engineering, COUPLED PROBLEMS 2017, Rhodes Island, June 12–14, 2017. – P. 433–440. – EDN XXKOLJ.Predictive analysis of rotor machines fluid-film bearings operability / R. Polyakov, S. Majorov, I. Kudryavcev, N. Krupenin // Vibroengineering Procedia : Vibration and Acoustics in Civil Engineering and Fault Diagnostics, Dubai, 2020. – Vol. 30 (3). – P. 61–67. – DOI 10.21595/vp.2020.21379.Predictive analysis of rotor machines fluid-film bearings operability / R. Polyakov, S. Majorov, I. Kudryavcev, N. Krupenin // Vibroengineering Procedia : Vibration and Acoustics in Civil Engineering and Fault Diagnostics, Dubai, 2020. – Vol. 30 (3). – P. 61–67. – DOI 10.21595/vp.2020.21379.Application of Artificial Neural Networks to Diagnostics of Fluid-Film Bearing Lubrication / E. P. Kornaeva, A. V. Kornaev, Yu. N. Kazakov, R. N. Polyakov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 734. – Article no. 012154. – DOI 10.1088/1757-899X/734/1/012154.Application of Artificial Neural Networks to Diagnostics of Fluid-Film Bearing Lubrication / E. P. Kornaeva, A. V. Kornaev, Yu. N. Kazakov, R. N. Polyakov // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 734. – Article no. 012154. – DOI 10.1088/1757-899X/734/1/012154.Shutin, D. V. Active hybrid bearings as mean for improving stability and diagnostics of heavy rotors of power generating machinery / D. V. Shutin, R. N. Polyakov // IOP Conference Series : Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 862. – Article no. 032098. – DOI 10.1088/1757-899X/862/3/032098.Shutin, D. V. Active hybrid bearings as mean for improving stability and diagnostics of heavy rotors of power generating machinery / D. V. Shutin, R. N. Polyakov // IOP Conference Series : Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 862. – Article no. 032098. – DOI 10.1088/1757-899X/862/3/032098.Поляков, Р. Н. Математическая модель бесконтактного пальчикового уплотнения с активным управлением зазором / Р. Н. Поляков, Л. А. Савин, А. В. Внуков // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2018. – № 1 (327). – С. 66–71. – EDN XXRSCT.Polyakov, R. N. Mathematical model of contactless finger seal with active gap control / R. N. Polyakov L. A. Savin, A.V. Vnukov // Fundamental and applied problems of engineering and technology. – 2018. – № 1 (327). – P. 66–71. – EDN XXRSCT.Исследование вязкоупругих и адгезионно-прочностных свойств и разработка эффективных вибропоглощающих композиционных полимерных материалов и покрытий машиностроительного назначения / С. С. Негматов, Н. С. Абед, Р. Х. Саидахмедов [и др.] // Пластические массы. – 2020. – № 7–8. – С. 32–36. – DOI 10.35164/0554-2901-2020-7-8-32-36.Research of viscoelastic and adhesive strength properties and development of effective vibration-absorbing composite polymer materials and coatings for mechanical engineering purposes / S. S. Negmatov, N. S. Abed, R. H. Saidakhmedov [et al.] // Plastic masses. – 2020. – No. 7–8. – P. 32–36. – DOI 10.35164/0554-2901-2020-7-8-32-36.Исследование электропроводящих композиционных термореактивных полимерных материалов и покрытий на их основе для триботехнического назначения / Г. И. Сайфуллаева, С. С. Негматов, Н. С. Абед, Д. И. Камалова // Universum: технические науки. Электронный научный журнал. – 2020. – № 12 (81). – URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11102 (дата обращения: 20.08.2024).Research of electrically conductive composite thermosetting polymer materials and coatings based on them for tribotechnical purposes / G. I. Saifullayeva, S. S. Negmatov, N. S. Abed, D. I. Kamalova // Universum: Technical Sciences. Electronic scientific journal. – 2020. – No. 12 (81). – URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11102 (date of access: 08/20/2024).Исследование стойкости полимерных покрытий в условиях воздействия климатических факторов черноморского побережья / В. Т. Ерофеев, И. В. Смирнов, П. В. Воронов [и др.] // Фундаментальные исследования. – 2016. – № 11-5. – С. 911–924. – URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=41277 (дата обращения: 20.08.2024).Investigation of the resistance of polymer coatings under the influence of climatic factors of the Black Sea coast / V. T. Erofeev, I. V. Smirnov, P. V. Voronov [et al.] // Fundamental Research. – 2016. – No. 11-5. – P. 911–924. – URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=41277 (date of access: 08/20/2024).Икромов, Н. А. Объекты и методики исследования композиционных полимерных материалов / Н. А. Икромов, Д. Н. Расулов // Современные научные исследования и инновации. – 2020. – № 10. – URL: https://web.snauka.ru/issues/2020/10/93640 (дата обращения: 20.08.2024).Ikromov, N. A. Objects and methods of research of composite polymer materials / N. A. Ikromov, D. N. Rasulov // Modern scientific research and innovations. – 2020. – No. 10. – URL: https://web.snauka.ru/issues/2020/10/93640 (date of access: 08/20/2024).Analysis of factors affecting the strength of fixed bonds assembled using metal-polymer compositions / V. E. Zinoviev, P. V. Kharlamov, N. V. Zinoviev, R. A. Kornienko // IOP Conference Series : Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 900. – Article no. 012009. – DOI 10.1088/1757-899X/900/1/012009.Analysis of factors affecting the strength of fixed bonds assembled using metal-polymer compositions / V. E. Zinoviev, P. V. Kharlamov, N. V. Zinoviev, R. A. Kornienko // IOP Conference Series : Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 900. – Article no. 012009. – DOI 10.1088/1757-899X/900/1/012009.Харламов, П. В. Мониторинг изменений упруго-диссипативных характеристик для решения задач по исследованию трибологических процессов в системе «железнодорожный путь – подвижной состав» / П. В. Харламов // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2021. – № 1. – С. 122–129. – DOI 10.46973/0201-727X-2021-1-122.Kharlamov, P. V. Monitoring changes in elasticdissipative characteristics for solving problems of studying tribological processes in the railway track – rolling stock system / P. V. Kharlamov // Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putey Soobshcheniya. – 2021. – No. 1. – P. 122–129. – DOI 10.46973/0201-727X-2021-1-122.Харламов, П. В. Применение физико-химического подхода для изучения механизма образования вторичных структур фрикционного переноса на поверхности контртела / П. В. Харламов // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2021. – № 3. – С. 37–45. – DOI 10.46973/0201-727X-2021-3-37.Kharlamov, P. V. Application of a physicochemical approach to study the mechanism of formation of secondary structures of frictional transfer on the surface of a counterbody / P. V. Kharlamov // Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putey Soobshcheniya. – 2021. – No. 3. – P. 37–45. – DOI 10.46973/0201-727X-2021-3-37.Харламов, П. В. Исследование образования вторичных структур фрикционного переноса на поверхности стальных образцов при реализации технологии металлоплакирования / П. В. Харламов // Сборка в машиностроении, приборостроении. – 2021. – № 12. – С. 556–560. – DOI 10.36652/0202-3350-2021-22-12-556-560.Kharlamov, P. V. Investigation of the formation of secondary structures of friction transfer on the surface of steel samples during the implementation of metal plating technology / P. V. Kharlamov // Assembly in mechanical engineering, instrumentation. – 2021. – No. 12. – P. 556–560. – DOI 10.36652/02-3350-2021-22-12-556-560.Применение антифрикционных полимерных композиционных полимерных покрытий в тормозной рычажной передаче локомотивов / П. Г. Иваночкин, И. В. Больших, Т. З. Талахадзе, Е. П. Больших // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2022. – № 1 (85). – С. 16–22. DOI 10.46973/0201-727X_2022_1_16.The use of antifriction polymer composite polymer coatings in the brake lever transmission of locomotives / P. G. Ivanochkin, I. V. Bolshykh, T. Z. Talakhadze, E. P. Bolshykh // Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putey Soobshcheniya. – 2022. – No. 1 (85). – P. 16–22. – DOI 10.46973/0201-727X_2022_1_16.Study on the effect of the sealers on the steel surface layer modified by electrical discharge machining / P. G. Ivanochkin [et al.] // Solid State Phenomena. – 2021. – Vol. 316. – P. 713–719.Study on the effect of the sealers on the steel surface layer modified by electrical discharge machining / P. G. Ivanochkin [et al.] // Solid State Phenomena. – 2021. – Vol. 316. – P. 713–719.Modeling the mechanical characteristics of tribotechnical composites / T. V. Suvorova, O. A. Belyak, P. G. Ivanochkin, S. A. Danilchenko // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. XV International Scientific-Technical Conference. – 2019. – Article no. 012018.Modeling the mechanical characteristics of tribotechnical composites / T. V. Suvorova, O. A. Belyak, P. G. Ivanochkin, S. A. Danilchenko // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. XV International Scientific-Technical Conference. – 2019. – Article no. 012018.Повышение износостойкости радиального подшипника с нестандартным опорным профилем и полимерным покрытием / В. И. Кирищиева, И. А. Колобов, М. А. Мукутадзе, В. Е. Шведова // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2022. – № 3 (87). – С. 18–25. – DOI 10.46973/0201-727X_2022_3_18.Improving the wear resistance of a radial bearing with a non-standard support profile and a polymer coating / V. I. Kirishchieva, I. A. Kolobov, M. A. Mukutadze, V. E. Shvedova // Vestnik Rostovskogo Gosudarstvennogo Universiteta Putey Soobshcheniya. – 2022. – No. 3 (87). – P. 18–25. – DOI 10.46973/0201-727X_2022_3_18.Кирищиева, В. И. Исследование износостойкости радиального подшипника с полимерным покрытием, работающего на микрополярном смазочном материале / В. И. Кирищиева, М. А. Мукутадзе // Омский научный вестник. – 2022. – № 4 (184). – С. 41–45. – DOI 10.25206/1813-8225-2022-184-41-45.Kirishchieva, V. I. The study of wear resistance of a radial bearing with a polymer coating operating on a micropolar lubricant / V. I. Kirishchieva, M. A. Mukutadze // Omsk Scientific Bulletin. – 2022. – No. 4 (184). – P. 41–45. – DOI 10.25206/1813-8225-2022-184-41-45.Исследования на износостойкость конструкции радиального подшипника с учетом реологических свойств микрополярного смазочного материала / М. А. Мукутадзе, Х. Н. Абдулрахман, В. Е. Шведова [и др.] // Омский научный вестник. – 2023. – № 3 (187). – С. 5–14. – DOI 10.25206/1813-8225-2023-187-5-14.Studies on the wear resistance of the radial bearing structure taking into account the rheological properties of a micropolar lubricant / M. A. Mukutadze, Kh. N. Abdulrahman, V. E. Shvedova [et al.] // Omsk Scientific Bulletin. – 2023. – No. 3 (187). – P. 5–14. – DOI 10.25206/1813-8225-2023-187-5-14.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.